آسانسور هیدرولیک چیست؟

اخیراً بخشنامه سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران در خصوص اعلام تاریخ.اجرای استاندارد ملی ۲-۶۳۰۳ آسانسورهای هیدرولیک منتشر شده است، به این بهانه قصد داریم آسانسور هیدرولیک را بهتر بشناسیم، مزایا و معایبش را در مقایسه با آسانسور کششی بدانیم،.با دلایل انتخاب هر کدام به تفصیل آشنا شویم و نهایتاً به چگونگی عملکرد آسانسور هیدرولیک بپردازیم.

استاندارد ISIRI 6303-2 تحت عنوان مقررات ایمنی ساختار و نصب آسانسورهای هیدرولیکی در سال ۱۳۸۴ به تصویب رسید، اما اجرایی نشده بود که در سال ۱۳۹۹ اجرایی شد.

تاریخ تکامل آسانسورها (از دوران اولیه زندگی بشر تا صنعتی شدن و دنیای مدرن امروزی) داستانی تامل‌برانگیز است. به‌عنوان یک اختراع بشری، می‌توان مشاهده کرد که چگونه ایده ساده جابجایی عمودی، گام‌به‌گام با اکتشافات بشر، از قوانین مکانیک گرفته، تا نیروی بخار، توان هیدرولیک و توان الکتریکی، روزبه‌روز تکامل یافت. این تکامل تا جایی پیش رفته که امروز پیشگامان این صنعت، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین و اینترنت اشیا را نیز در این صنعت به‌کار می‌گیرند. اینکه صد سال یا دویست سال آینده، ایده ابتدایی جابه‌جایی عمودی به چه شکلی و با چه تکنولوژی‌ای متجلی خواهد شد.فعلاً بر ما پوشیده است، اما بررسی تاریخ آسانسور نشان می‌دهد که تکامل این اختراع چقدر سریع رخ داده است.

در قرن ۱۸، نیروی بخار، به‌عنوان یک کشف شگفت‌انگیز، تحولی در صنعتی شدن ایجاد کرد. نیروی بخار در بالابرها به‌کار گرفته می‌شد، به‌خصوص در معادن و کارخانه‌ها. اما در سال ۱۸۴۶ بود که ویلیام آرمسترانگ جرثقیل هیدرولیک را اختراع کرد. این اختراع در ابتدا برای جابه‌جایی اسکله‌ها و محموله‌ها به‌کار گرفته می‌شد. این بود که قانون پاسکال آسانسورهای هیدرولیک را به‌سرعت با آسانسورهایی که با نیروی بخار کار می‌کردند جایگزین کرد، چرا که توان هیدرولیک نیرومندتر از توان بخار بود. یک پمپ آب سطح متغیری از فشار آب را به یک پیستون داخل یک سیلندر عمودی وارد می‌کرد.تا سطح سکویی را که بار حمل می‌کرد، بالا و پایین ببرد. این آسانسورها بیشتر برای حمل و نقل مواد داخل کارخانه‌ها و معادن و انبارها به‌کار برده می‌شد. ضمناً بیشتر در کارخانه‌های اروپایی استفاده می‌شدند.

حرکت آسانسور با پمپاژ آب

آسانسورهای هیدرولیکی بر مبنای جک‌های هیدرولیکی کار می‌کنند. کاربرد جک‌های هیدرولیکی بسیار متنوع است. احتمالا نمونه‌های این جک‌ها را در وسایل کوچک‌تر دیده‌اید. جک‌های هیدرولیکی از طریق نیروی فشار روغن کار می‌کنند. در زمینه کاربرد این جک‌ها در آسانسور هیدرولیک، باید گفت که فشار روغن از طریق دستگاهی به نام پاوریونیت (Power Unit) تامین و به پیستون‌ جک‌ها منتقل می‌شود.از نظر ساختاری جک‌های هیدرولیکی در بخش زیرین کابین آسانسور قرار گرفته و با استفاده از نیروی هیدرولیک، موجب بالا رفتن آسانسور می‌شوند. در واقع پمپ تعبیه شده در پاوریونیت روغن را با فشار زیر پیستون‌های جک هیدرولیک می‌فرستد؛ و به این طریق موجب بالا رفتن آسانسور در ارتفاع می‌شود. با تخلیه روغن پیستون‌ها نیز آسانسور به سمت پایین حرکت می‌کند. طبیعتا با تعیین دقیق میزان روغن تخلیه شده، می‌توان محل دقیق ایستادن آسانسور در هر طبقه را تعیین کرد.

در نهایت جالب است بدانید که آسانسورهای هیدرولیکی از نظر محل قرارگیری جک به دو نوع مستقیم و غیرمستقیم تقسیم می‌شوند.

1. اولین مزیت این آسانسور عدم نیاز به موتورخانه در پشت بام است. این ویژگی باعث می‌شود بتوان این نوع آسانسور را در خانه‌های قدیمی بدون آسانسور نیز به راحتی نصب نمود. سازه سبک، فضای مورد نیاز محدود و کابین‌های متنوع، از جمله موارد دیگری است که موجب برتری آسانسور هیدرولیک به نسبت رقبایش می‌شود.
2. اما این آسانسورها نقاط ضعفی نیز دارند که ممکن است برای گروه معدودی از افراد مهم باشد. سرعت اولین و جدی‌ترین اشکال این آسانسورها است. در واقع آسانسورهای هیدرولیکی به نسبت رقیب قدیمی‌تر خود، کندتر حرکت می‌کنند.
3. همچنین آسانسور هیدرولیک به دلیل محدودیت ارتفاع پیستون، در نهایت می‌تواند در ساختمان‌های ۵ طبقه قابل اجرا و استفاده باشد. این دو ویژگی باعث شده است که این آسانسورها برای استفاده در ساختمان‌های دارای ارتفاع کم بسیار جذاب باشند.
4. از نظر میزان استهلاک و خرابی، باید گفت آسانسورهای هیدرولیکی از کیفیت بسیار بالایی برخوردار بوده و به نسبت آسانسور‌های دیگر بسیار کم استهلاک‌تر هستند. همچنین می‌توان گفت آسانسورهای هیدرولیکی از جمله امن‌ترین آسانسورهای موجود هستند که امکان سقوط در آنها تقریبا وجود ندارد.
5. قدرت بالای آسانسورهای هیدرولیکی برای تحمل وزن‌های سنگین، از جمله مزایای دیگر آن است. در واقع باید گفتن آسانسور هیدرولیک در ابتدا برای حمل بارهای سنگین در ارتفاعات کوچک طراحی شده بود.
6. در نهایت آسانسور هیدرولیک به نسبت آسانسور کششی، حرکتی نرم‌تر و آرامش‌بخش‌تر دارند. همچنین در هنگام آغاز و توقف حرکت نیز، تکان‌های به مراتب کمتری را احساس می‌کنید. از این رو استفاده از آن لذت‌بخش‌تر خواهد بود.

آسانسور هیدرولیک مزایای زیادی دارد که که در ادامه به آنها اشاره می‌کنیم:

• نیازی به بسترسازی نیست. سیلندری که کابین آسانسور را بالا می‌برد روی زمین تثبیت می‌شود (البته برای آسانسورهای چاهک‌دار).
• معمولا از آسانسورهای کششی ارزان‌تر هستند.
• اگر آسانسور سقوط کند، فشار روغن باعث می‌شود که آسانسور با سرعت سقوط نکند. بنابراین تقریبا ایمن‌تر از آسانسورهای کششی هستند.
• قدرت بیشتری دارند (بیشتر برای آسانسورهای ماشین‌بر برای حمل یک تا دو تن استفاده می‌شوند).
• معمولا به فضای کمتری نیاز دارند (معمولاً یک فضای یک متر یا دو متری برای آنها کفایت می‌کند).
• این نوع آسانسور قابلیت نصب شیشه در سه وجه کابین را دارا می باشد.
• قطع برق باعث توقف آسانسور نمی شود.
• به دلیل حذف قاب وزنه، کابین فضای کمتری اشغال می کند.
• در این نوع آسانسور از نیروی جاذبه زمین برای پایین آمدن آسانسور استفاده می شود. به همین دلیل مصرف انرژی بسیار کم است و آسانسور با سرعت بیشتری پایین می آید.
• آسانسور هیدرولیکی دارای توان و نیروی بالا برنده قوی و راندمان مکانیکی عالی با هزینه کم می باشد.
• این آسانسور موثرترین وسیله برای حمل بارهای سنگین است.

آسانسورهای هیدرولیکی قدیمی خطر نشتی روغن به محیط را دارند و ممکن است موجب آلودگی محیطی بشوند. به‌علاوه، سیستم‌های قدیمی‌تر آسانسورهای هیدرولیک معمولاً یک موتور خارج از تانکر دارند که موجب می‌شود.وقتی موتور کار می‌کند سروصدا ایجاد شود (این نوع پیکربندی در آسانسورهای هیدرولیکی که از میانه دهه ۱۹۹۰ نصب شده‌اند وجود دارند.و اکنون به این صورت نیستند.)

در سال ۲۰۰۷، Kone اعلام کرد که شرکتش ساخت و تولید آسانسورهای هیدرولیکی را به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی متوقف کرده است،.بنابراین آنها را با آسانسورهای سازگار با محیط‌زیست MonoSpace و EcoSpace جایگزین کرد. از این‌رو، Kone اولین شرکتی است که فقط آسانسورهای کششی تولید می‌کند. برخی دیگر از تولیدکنندگان نیز به همین دلیل تولید آسانسورهای هیدرولیک را متوقف کرده‌اند.

در کل، معایب آسانسورهای هیدرولیکی را می‌توان این‌گونه خلاصه کرد:

• معمولاً برای ساختمان‌های ۵-۶ طبقه (حداکثر ۸ طبقه) قابل‌ استفاده است.
• سرعت این آسانسورها کمتر از آسانسورهای کششی است؛ به همین دلیل همواره برای سرعت‌های زیر ۱ متر بر ثانیه استفاده می‌شوند.
• قطعات این آسانسور معمولاً خارجی است و ساخت داخل نیستند (البه اخیراً ساخت داخل هم زیاد شده)، در نتیجه گران‌تر هستند.
• به خاطر روغن و جک و سایر اجزای این نوع آسانسور، سرویس و نگهداری آن به تخصص بیشتری نیاز دارد و گران‌تر است.
• به دلیل کم بودن تخصص سرویس و نگهداری آسانسورهای هیدرولیک، عمر مفید این آسانسور کمتر است.
• چنانچه آسانسور هیدرولیک قدیمی باشد و در ابعاد بزرگ و در محیط‌های صنعتی‌تر به‌کار می‌روند در صورت نشتی روغن، خطرات زیست‌محیطی دارد.
• قدرت مورد نیاز برای موتور آسانسور هیدرولیکی بیشتر از آسانسورهای کششی است،.بنابراین برای انتقال برق به موتورخانه باید از کابل های برقی که متناسب با قدرت موتور است، استفاده شود. این امر مانع از افت ولتاژ برق می شود.
• انرژی پتانسیل آسانسورهای هیدرولیکی در هنگام پایین آمدن تبدیل به انرژی جنبشی شده و بخشی از آن به حرارت تبدیل می شود که این امر درجه حرارت روغن را بالا می برد.
• هزینه نصب و نگهداری یکی از مسائل قابل توجه در اغلب سیستم های هیدرولیکی است. در سیستم جک مدفون که نیازمند حفر چاله های عمیق است، سوراخ کردن زمین برای نصب آسانسور احتمال خطر برخورد با موانع زیر زمینی را در پی دارد و هزینه های جانبی بر عهده خریدار است.

سیستم کلی حرکتی آسانسور هیدرولیکی به نحوی است.که حرکت کابین آسانسور توسط سیلندر و پیستون (جک و پاور) هیدرولیکی انجام می‌گردد.و عموماً وزنه تعادل نداشته و برای ارتفاعات کم و با سرعت‌های کم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آسانسور هیدرولیک یکی از جالب‌ترین انواع آسانسورها است. اگر بخواهیم ساده بگوییم آسانسور هیدرولیک از یک مخزن روغن، یک پاوریونیت برای پمپاژ کردن روغن، یک پیستون، تعدادی سنسور و برد کنترلی تشکیل شده است. زمانی که فرمان حرکت به طبقه پایین یا بالا داده می‌شود، دیتای سنسورهای تشخیص‌دهنده طبقه با طبقه درخواست‌شده مقایسه می‌شود.و برحسب آن به شیر تنظیم فشار دستور داده می‌شود که فشار مایع را بیشتر یا کمتر کند؛.پس از آن بسته به فشار سیال داخل سیلندر، سطح پیستون (که درواقع کابین بر روی آن قرار دارد) جابه‌جا می‌شود.

جک آسانسور از اجزای آسانسور هیدرولیک است. این وسیله به طور مستقیم یا غیرمستقیم باعث حرکت کابین آسانسور می‌شود. جک آسانسور از دو بخش اصلی تشکیل می‌شود که یکی ثابت و دیگری متحرک است. بخش متحرک جک آسانسور هیدرولیک Tشفت جک نام دارد. این شفت داخل سیلندر قرار دارد و جریان روغن باعث حرکت آن می‌شود. جک آسانسور معمولا یک طرفه است؛ به این معنا که یک مجرا برای عبور روغن دارد و ورود و خروج روغن از یک سو اتفاق می‌افتد.

 شفت جک آسانسور هیدرولیک به وسیله‌ی جریان روغن حرکت می‌کند. برای این منظور، پمپ هیدرولیک روغن را پمپاژ می‌کند و با باز شدن شیر کنترل، راه برای عبور روغن باز می‌شود و روغن پس از عبور از لوله یا شیلنگ وارد جک می‌شود. با ورود روغن به سیلندر شفت جک به بالا رانده می‌شود و تا زمانی که پمپ هیدرولیک عمل می‌کند، شفت جک به بالا رانده می‌شود و توقف پمپ و بسته شدن شیر کنترل باعث توقف شفت جک می‌شود.جک آسانسور را به صورت عمودی نصب می‌کنند. این کار باعث می‌شود که وزن کابین و بار آسانسور روی جک باشد و جک همیشه در حالت فشاری باشد. در حالت فشاری بودن جک آسانسور هیدرولیک از آن جهت مفید است که برای حرکت رو به پایین آسانسور دیگر نیازی به کار کردن موتور و پمپ هیدرولیک نیست و تنها با باز شدن مجرای خروج روغن، شفت جک پایین می‌رود. البته تمام جک‌های آسانسور فشاری نیستند و برخی از مدل‌ها به صورت کششی هستند.

آسانسور هیدرولیکی به صورت کلی بر دو نوع است:

• جک مستقبم (Direct)
• جک غیر مستقیم (Indirect)

در نوع مستقیم جک به صورت مستقیم و بدون واسطه به زیر یوک کابین (مستقیم زیر) یا یوک کنار کابین (مستقیم کنار) متصل می‌گردد و جک به طور مستقیم بر کابین آسانسور تاثیر گذاشته و کابین را به حرکت در می آورد. این آسانسور خودش دو نوع هست:

1. جک مستقیم مرکزی (central piston) که جک عموماً یکی هست و به مرکز کابین متصل شده است.
2. جک مستقیم جانبی (lateral piston) که جک می‌تواند یکی یا بیشتر باشد و به یک‌طرف یا طرفین کابین متصل شود.

در نوع آسانسور هیدرولیکی جک غیر مستقیم (جک بغل) جک توسط فیکسچر ریل هدایت شده و به فلکه ها متصل می‌گردد که روی آن فلکه‌های سیم‌بکسل به کابین متصل است. حرکت فلکه‌ها موجب حرکت سیم بکسل و در نهایت حرکت کابین آسانسور می‌شود.‌ به صورت کلی و صرفنظر از تعداد جک (سیلندر هیدرولیک) اگر حرکت جک به هر نحوی باعث به حرکت افتادن مجموعه‌ای از فلکه‌ها و سیم‌بکسل‌ها شود، آن سیستم جک غیر مستقیم هست.

چاهک یا چاله آسانسور هیدرولیکی، فضایی عمودی است که کابین آسانسور در پایین ترین نقطه حرکت خود به آن می رسد. به عبارت دیگر، چاله، فاصله بین عمیق ترین نقطه چاه و اولین ارتفاع توقف آسانسور است.چاله آسانسور هیدرولیکی به عنوان مخزن روغن هیدرولیک عمل می کند و همچنین فضایی برای حرکت پیستون جک هیدرولیک فراهم می‌کند. به علاوه، تجهیزاتی مانند جک و ضربه گیر در این قسمت قرار می‌گیرند. ارتفاع چاله آسانسور هیدرولیک به نوع سیستم و ارتفاع بالابر بستگی دارد. انتخاب ارتفاع مناسب برای این بخش، نه تنها بر عملکرد آسانسور، بلکه بر ایمنی و هزینه های نهایی آن نیز تاثیرگذار خواهد بود.

به‌طورکلی به دلیل توان بالایی که آسانسور هیدرولیک دارد؛ عموماً برای بالابری وسایل سنگین تا وزن ۱ یا ۲ تن مناسب است. شاید بتوان گفت ۹۵ درصد از آسانسورهای ماشین‌بر هیدرولیکی هستند. با این حال، در مکان‌های عمومی و مسکونی، زمانی که فضای کافی برای آسانسورهای کششی وجود نداشته باشد، از آسانسورهای هیدرولیکی استفاده می‌شود.

امیدواریم که با توجه به الزام بازرسی و دریافت گواهینامه استاندارد آسانسورهای هیدرولیک در آینده نزدیک، ‌شاهد شرایط ایمن‌تری برای تولید و نصب این تجهیزات باشیم. اگرچه به علت پیچیدگی‌های دریافت گواهینامه استاندارد و با نیم نگاهی به برخی معایب آسانسور هیدرولیکی، ممکن است مصرف کننده نهایی به سراغ آسانسورهای کششی برود.

در هر صورت جای بسی خوشحالی‌ست که از این پس همه انواع آسانسورها شامل استاندارد اجباری بوده و نیاز به دریافت گواهینامه استاندارد خواهند داشت.